基于栅格地图的路径规划方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于栅格地图的路径规划方法、装置、设备及存储介质，涉及自动驾驶系统技术领域，基于栅格地图的路径规划方法，包括：将激光雷达点云数据转换为栅格地图；确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系；基于坐标转换关系对栅格地图进行变换，以进行路径规划。本发明专利技术可使栅格地图与点云数据对应，从而能够在栅格地图中进行路径规划。从而能够在栅格地图中进行路径规划。从而能够在栅格地图中进行路径规划。

【技术实现步骤摘要】
基于栅格地图的路径规划方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及自动驾驶系统
，具体涉及一种基于栅格地图的路径规划方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]决策是自主驾驶的重要组成部分，其决定了车辆能否平稳、准确的完成各种驾驶功能。而路径规划是决策层的重要研究领域。在矿区井下环境中，从起始点到目标点规划出一条最优路径，需要在栅格地图中进行。栅格地图坐标处理是矿区环境下路径规划的重要环节，直接影响到路径规划的情况。
[0003]目前获得栅格地图的主要方式是通过雷达获取激光雷达点云数据，然后将其换为栅格地图，转换过程中经过了一定的平移、旋转、缩放变换，导致栅格地图与激光雷达点云数据不对应。
[0004]为解决上述问题，现有技术中的一种数据坐标转换方法采取的方式是：步骤一：确定原始数据坐标和目标数据坐标之间的目标旋转角度；步骤二：确定目标旋转角度和设定的比较判断条件；步骤三：确定第一次旋转角度；步骤四：根据第一次旋转角度对应的正切函数取值和查表次数对应的正切函数取值，以及原始数据坐标和目标数据坐标的变换公式。确定两坐标之间的变换关系。
[0005]在该方法首先计算原始数据坐标和目标数据坐标的旋转角度，然后和设定旋转角度进行比较，得出之间关系，以此类推多组数据。根据原始数据和目标数据变换公式，得出坐标转换关系，但是其执行过程繁琐，而且第一次旋转角度的设定存在一定误差。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术第一方面提供一种基于栅格地图的路径规划方法，其可使栅格地图与点云数据对应，从而能够在栅格地图中进行路径规划。
[0007]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0008]一种基于栅格地图的路径规划方法，该方法包括以下步骤：
[0009]将激光雷达点云数据转换为栅格地图；
[0010]确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系；
[0011]基于坐标转换关系对栅格地图进行变换，以进行路径规划。
[0012]一些实施例中，所述确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系，包括：
[0013]确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放、平移和旋转关系。
[0014]一些实施例中，所述确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放、平移和旋转关系，包括：
[0015]根据激光雷达点云数据转换为栅格地图时栅格的大小，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放关系；
[0016]在激光雷达点云数据和栅格地图中分别进行采样；
[0017]根据采样点，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的平移和旋转关系。
[0018]一些实施例中，所述在激光雷达点云数据和栅格地图中分别进行采样，包括：
[0019]在激光雷达点云数据中采集n对特征点Real＝(X
A
,Y
A
)，并且在栅格地图中对应的采集n对特征点Raster＝(X
B
,Y
B
)，其中栅格地图采集的特征点为激光雷达点云数据转换为栅格地图时对应的特征点。
[0020]一些实施例中，所述n大于3。
[0021]一些实施例中，所述根据采样点，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的平移和旋转关系，包括：
[0022]根据激光雷达点云数据和栅格地图中采集的特征点，获得平移量的初始值以及旋转角的初始值θ0；
[0023]构造激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系的数学模型：
[0024][0025]其中，k为缩放值，ΔX为X轴平移量，ΔY为Y轴平移量，S为旋转矩阵，θ为旋转角；
[0026]根据所述数学模型与平移量和旋转角的初始值，利用最小二乘问题的信赖域法，确定所述ΔX、ΔY和θ的大小。
[0027]一些实施例中，所述k为0.03。
[0028]本专利技术第二方面提供一种基于栅格地图的路径规划装置，其可使栅格地图与点云数据对应，从而能够在栅格地图中进行路径规划。
[0029]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0030]一种基于栅格地图的路径规划装置，包括：
[0031]转换模块，其用于将激光雷达点云数据转换为栅格地图；
[0032]计算模块，其用于确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系；
[0033]路径规划模块，其基于坐标转换关系对栅格地图进行变换，以进行路径规划。
[0034]一些实施例中，所述计算模块确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系，包括：
[0035]确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放、平移和旋转关系。
[0036]一些实施例中，所述计算模块确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放、平移和旋转关系，包括：
[0037]根据激光雷达点云数据转换为栅格地图时栅格的大小，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放关系；
[0038]在激光雷达点云数据和栅格地图中分别进行采样；
[0039]根据采样点，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的平移和旋转关系。
[0040]一些实施例中，所述计算模块在激光雷达点云数据和栅格地图中分别进行采样，包括：
[0041]在激光雷达点云数据中采集n对特征点Real＝(X
A
,Y
A
)，并且在栅格地图中对应的
采集n对特征点Raster＝(X
B
,Y
B
)，其中栅格地图采集的特征点为激光雷达点云数据转换为栅格地图时对应的特征点。
[0042]一些实施例中，所述n大于3。
[0043]一些实施例中，所述计算模块根据采样点，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的平移和旋转关系，包括：
[0044]根据激光雷达点云数据和栅格地图中采集的特征点，获得平移量的初始值以及旋转角的初始值θ0；
[0045]构造激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系的数学模型：
[0046][0047]其中，k为缩放值，ΔX为X轴平移量，ΔY为Y轴平移量，S为旋转矩阵，θ为旋转角；
[0048]根据所述数学模型与平移量和旋转角的初始值，利用最小二乘问题的信赖域法，确定所述ΔX、ΔY和θ的大小。
[0049]一些实施例中，所述k为0.03。
[0050]本专利技术第三方面提供一种设备，其可使栅格地图与点云数据对应，从而能够在栅格地图中进行路径规划。
[0051]为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0052]一种设备，所述设备包括处理器、存储器、以及存储在所述存储器上并可被所述处理器执行的计算机程序，其中所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的基于栅格地图的路径规划方法的步骤。
[0053]本专利技术第四方面提供一种计算机可读存储介质，其可使栅格地图与点云数据对应，从而能够在栅格地图中进行路径规划。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于栅格地图的路径规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：将激光雷达点云数据转换为栅格地图；确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系；基于坐标转换关系对栅格地图进行变换，以进行路径规划。2.如权利要求1所述的一种基于栅格地图的路径规划方法，其特征在于，所述确定激光雷达点云数据与栅格地图之间坐标转换关系，包括：确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放、平移和旋转关系。3.如权利要求2所述的一种基于栅格地图的路径规划方法，其特征在于，所述确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放、平移和旋转关系，包括：根据激光雷达点云数据转换为栅格地图时栅格的大小，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的缩放关系；在激光雷达点云数据和栅格地图中分别进行采样；根据采样点，确定激光雷达点云数据与栅格地图之间的平移和旋转关系。4.如权利要求3所述的一种基于栅格地图的路径规划方法，其特征在于，所述在激光雷达点云数据和栅格地图中分别进行采样，包括：在激光雷达点云数据中采集n对特征点Real＝(X
A
,Y
A
)，并且在栅格地图中对应的采集n对特征点Raster＝(X
B
,Y
B
)，其中栅格地图采集的特征点为激光雷达点云数据转换为栅格地图时对应的特征点。5.如权利要求4所述的一种基于栅格地图的路径规划方法，其特征在于：所述n大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣荣，乔苗苗，殷政，付源翼，夏然飞，王贝贝，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：